Question

11．【制备】以CrCl₂•4H₂O、过氧化氢、液氨、氯化铵为原料合成晶体M．
（1）溶液中分离出晶体M的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥．
他们用冰水和饱和食盐水的混合物洗涤晶体M，其目的是降低晶体溶解度．
制备过程中需要加热，但是，温度过高造成的后果是加快双氧水分解和液氨挥发．
【测定组成】
为了测定M晶体组成，他们设计如下实验．装置如图所示（加热仪器和固定仪器省略）．

为确定其组成，进行如下实验：
①氨的测定：精确称M晶体，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量20% NaOH溶液，通入水蒸气，将氨全部蒸出，用盐酸溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用一定浓度的NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗一定体积的 NaOH溶液．
②氯的测定：准确称取a g样品M，配成100 mL溶液．取25.00 mL用c mol•L^-1AgNO₃标准溶液滴定，滴加3滴0.01 mol•L^-1K₂CrO₄溶液（作指示剂），消耗AgNO₃溶液为b mL．
（2）安全管的作用是平衡气压．
（3）用氢氧化钠标准溶液滴定过量的氯化氢，部分操作步骤是检查滴定管是否漏液、用蒸馏水洗涤、用标准NaOH溶液润洗、排滴定管尖嘴的气泡、调节碱式滴定管内液面至0刻度或0刻度以下、滴定、读数、记录并处理数据；下列操作或情况会使测定样品中NH₃的质量分数偏高的是C（填代号）．
A．装置气密性不好           B．用酚酞作指示剂
C．滴定终点时俯视读数       D．滴定时NaOH溶液外溅
（4）已知：Ag₂CrO₄砖红色，难溶于水；Ksp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10滴定终点时，若溶液中c（CrO₄^2-?）为2.8×10^-3 mol•L^-1，则c（Ag⁺）=2.0×10^-5mol•L^-1．
（5）根据上述实验数据，列出样品M中氯元素质量分数计算式$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00ml}{100ml}}$．
如果滴加K₂CrO₄溶液过多，测得结果会偏低（填：“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（6）经测定，晶体M中铬、氨和氯的质量之比为104：136：213．写出制备M晶体的化学方程式2CrCl₂+H₂O₂+6NH₃+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr（NH₃）₄Cl₃+2H₂O．

Answer 1

分析 【制备】
（1）冰饱和食盐水温度低，固体溶解度小，用冰饱和食盐水洗涤晶体，减小晶体溶解，双氧水受热易分解，液氨易挥发；
【测定组成】
（2）安全管的作用是平衡气压，使烧瓶内外压强平衡；
（3）用氢氧化钠标准溶液滴定过量的氯化氢，碱式滴定管需用标准液润洗，滴定管0刻度在滴定管的上方；A．装置气密性不好，部分氨气逸出； B．强酸强碱滴定，用酚酞作指示剂无影响；C．滴定终点时俯视读数，读数小于实际体积； D．滴定时NaOH溶液外溅，标准液NaOH溶液计算体积偏大，导致测得剩余盐酸体积偏大；
（4）硝酸银易分解，类似浓硝酸，硝酸银在光照的条件下易分解，生成银、二氧化氮和氧气，根据Ksp（Ag₂CrO₄）=c²（Ag⁺）•c（CrO₄^2-）计算；
（5）根据Ag⁺+Cl^-=AgCl（s），样品M中氯元素质量等于氯离子的质量，据此计算样品M中氯元素质量分数；根据铬酸银、氯化银的溶度积知，铬酸银的溶解度比氯化银稍大一些．如果滴加铬酸钾溶液过多，会提前生成铬酸银，即氯离子没有完全转化成氯化银，导致提前指示终点，测得氯元素质量分数偏低；
（6）晶体M中铬、氨和氯的质量之比为104：136：213．计算出三种元素的物质的量之比，求出M的化学式，根据化学式书写方程式．

解答 解：【制备】
（1）晶体析出后过滤得到晶体，用冰饱和食盐水洗涤晶体，目的是减少晶体M溶解量，双氧水受热易分解2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，液氨易挥发，加热温度过高，导致反应物损失，
故答案为：降低晶体溶解度；加快双氧水分解和液氨挥发；
【测定组成】
（2）A装置用于提供水蒸汽，需要加热．导管起平衡气压作用，故答案为：平衡气压；
（3）滴定管经检漏之后，用标准氢氧化钠溶液润洗、滴定管0刻度在上方，需调节液面至0刻度及0刻度以下才可读数，
A．装置漏气，部分氨气扩散了，测定的NH₃质量分数偏低，故A错误；
B．强碱滴定强酸可以选择甲基橙作或酚酞作指示剂，不会导致误差，故B错误；
C．滴定终点时俯视读数，读数小于实际体积，测定消耗氢氧化钠溶液体积偏小，NH₃质量分数偏高，故C正确；
D．滴定液外溅，导致测得剩余盐酸体积偏大，NH₃质量分数偏小，故D错误；
故答案为：用标准NaOH溶液润洗；调节碱式滴定管内液面至0刻度或0刻度以下；C；
（4）硝酸银很不稳定，在光照的条件下易分解：2AgNO₃$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2NO₂↑+O₂↑+2Ag，应选择棕色滴定管盛装硝酸银溶液，Ksp（Ag₂CrO₄）=c²（Ag⁺）•c（CrO₄^2-），c（Ag+）=$\sqrt{\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{1.12×1{0}^{-12}}{2.8×1{0}^{-3}}}$mol•L^-1=2.0×10^-5mol•L^-1，
故答案为：2.0×10^-5mol•L^-1；
（5）Ag⁺+Cl^-=AgCl（s），ω（Cl）=$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00ml}{100ml}}$，铬酸银Ksp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12，氯化银Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，铬酸银的溶解度比氯化银稍大一些．如果滴加铬酸钾溶液过多，会提前生成铬酸银，即氯离子没有完全转化成氯化银，导致提前指示终点，测得氯元素质量分数偏低，
故答案为：$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00ml}{100ml}}$；偏低；
（6）n（Cr）：n（NH₃）：n（Cl）=$\frac{104}{52}$：$\frac{136}{17}$：$\frac{213}{35.5}$=1：4：3，M的化学式为Cr（NH₃）₄Cl₃．M中铬元素化合价为+3，化学方程式为2CrCl₂+H₂O₂+6NH₃+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr（NH₃）₄Cl₃+2H₂O，
故答案为：2CrCl₂+H₂O₂+6NH₃+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr（NH₃）₄Cl₃+2H₂O．

点评 本题考查了定量实验方案的设计，考查了物质的制备实验操作、组成的测定、沉淀溶解平衡等，明确每一过程发生的反应是解本题关键，侧重于基础知识的综合应用的考查，题目难度中等．